01.07.201401.07.2014 Людмила

У нас вы можете скачать стыковая контактная сварка оплавлением гост в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

При первом контактировании возникает сварочный ток и он приходится на несколько микровыступов, отсюда плотность тока в контакте отдельных микровыступов настолько высока, что металл нагревается за тысячные доли секунды, а затем закипает.

При этом происходит взрывное разрушение жидких перемычек контакта. В контактирование вступают новые микровыступы и в зоне выступа появляются повышенные пары металлов, то есть повышенное давление паров металлов в стыке защищает зону сварки, нагретую до tпл от взаимодействия с атмосферой.

При расплавлении торцев детали до такого состояния, когда на поверхности появляется тонкий слой жидкого металла, что гарантирует равномерный прогрев по всей площади стыка, к детали прикладывается усилие осадки. Жидкий слой с торцев выдавливается на периферию стыка — в град и под высоким давлением твердые части детали вступают в контакт, а так как tтв. Стыковая сварка оплавлением обеспечивает более качественное соединение, так как металл на поверхности торцев, на которых могли быть загрязнения, удаляются при взрыве жидких перемычек в процессе оплавления.

Жидкий слой и часть пластичного металла также выдавливаются в град и в контакт вступает абсолютно чистые молодые поверхности. Не требуется тщательной обработки свариваемых торцев как при сварке сопротивлением. Более того, при сварке деталей с разным сечением делают специальный скос кромок, тогда площадь начального контактирования уменьшается и процесс оплавления эффективнее, а по мере процесса детали прогреваются и имеют нормальную форму.

Затем разводят детали и тепло, выделившееся в зоне сплавления, распространяется в массу детали и они нагреваются. Затем вновь создают контакт между торцами до тех пор, пока торцы не нагреются, что последующий процесс будет идти стабильно, без перерыва.

Применяется при сварке деталей, занимающих большое пространственное положение. Обычно процесс по схеме 1 не получается, так как контактирование по всем участкам нашей детали не может быть одинаковым в связи с разницей в качестве подготовки, условиями деформирования, месторасположением контакта от токоподвода.

Данный процесс контактной рельефной сварки перекрещивающихся прутков происходит с формированием соединения в твердой фазе с выдавливанием жидкой фазы на периферию. Для обеспечения равных условий контактирования и деформирования большого количества деталей нужно приложить сначала ковочное сварочное усилие или усилие предварительного сжатия , которое отрихтует все прутки, обеспечит надежный контакт каждой детали с электродом и друг другом. Это должно обеспечить незначительную деформацию деталей в контакте.

Затем усилия снимаются до значения усилия сварки. Затем можно еще Jпод, после этого включают ток сварки. Для снижения коробления прикладывается ковочное усилие и получаем многоточечное соединение с высоким качеством.

В начальный момент ток течет по вершинам, площадь мала и ток высокий, они начнут плавиться, а потом деформироваться от сварочных усилий. Получим литые ядра и незначительные следы без подгаров и пригаров. За одну операцию контактной рельефной сварки получаем несколько сварных соединений.

Но когда детали имеют защитное покрытие, которое должно остаться на поверхности после сварки, то следует применять только рельефную сварку, так как благодаря большой площади между электродом и деталью плотность тока будет мала и покрытие сохранится. Физико-химические условия образования соединения Формирование сварного шва при контактной сварке. Стыковая сварка — способ контактной сварки , когда детали соединяются по всей площади касания площади сечения.

По характеру нагрева различают стыковую сварку сопротивлением и оплавлением. В первом случае детали сжимают довольно значительным усилием 3—5 кН , включают сварочный трансформатор 4, и либо нагревают сварочным током до температуры несколько ниже температуры ликвидуса 0,8—0,9 T L , либо расплавляют металл в стыке.

В соответствии с этим существуют два вида стыковой сварки сопротивлением — без локального расплавления металла и с его расплавлением. После нагрева сварочный ток выключают и резко увеличивают усилие до усилия осадки, что вызывает либо интенсивную деформацию твердого металла выдавливание металла из стыка , вместе с которым удаляются поверхностные пленки, либо удаление жидкого металла и части нагретого твердого металла.

При этом обеспечивается формирование физического контакта и образование прочного соединения. После сварки на деталях образуется утолщение — грат 5. При стыковой сварке оплавлением сначала на детали подают напряжение 6—8 В от сварочного трансформатора и сближают их до соприкосновения под небольшим усилием, например несколько деканьютонов.

Эти перемычки быстро перегреваются и взрывообразно разрушаются. Торцы нагреваются за счет непрерывного образования и разрушения перемычек, т. К концу процесса на торцах образуется сплошной слой жидкого металла.

В этот момент резко повышается скорость сближения и усилие, торцы входят в контакт и большая часть жидкого металла вместе с поверхностными пленками и частью твердого металла выдавливаются из стыка с образованием грата. Во время осадки ток обычно отключается. Известны случаи сварки одновременно двух стыков, нагрев токами высокой частоты, постоянным током и другие разновидности стыковой сварки.

Основными процессами при стыковой сварке являются нагрев и пластическая деформация свариваемого металла, обеспечивающие удаление поверхностных пленок, образование физического контакта и получение соединений с заданными свойствами. При нагреве необходимо достичь заданную температуру в стыке и прогреть околошовную зону на определенную глубину для обеспечения необходимой степени деформации на стадии осадки.

Температурное поле определяется решением дифференциального уравнения теплопроводности классическими методами или на ЭВМ. При сварке оплавлением температурное поле определяется главным образом уровнем сопротивлений перемычек r д. Поэтому поле отличается значительной неравномерностью по длине детали рис.

Одним из наиболее значимых параметров режима является скорость оплавления. Уменьшение этой скорости вызывает снижение градиентов температур и по сечению деталей.

Обычно скорость оплавления повышают по мере развития процесса для обеспечения общей устойчивости процесса, например, по линейному закону жесткая программа или связывают с параметрами управления: I св , температурой торцов и т. При сварке сечений до см 2 рекомендуют предварительный нагрев деталей током по схеме сварки сопротивлением , что облегчает возбуждение оплавления, снижает неравномерность нагрева. Большие сечения рекомендуется сваривать при программном регулировании тока вторичного напряжения и скорости оплавления или использовать импульсное оплавление.

Параметры цикла осадки — усилие и скорость осадки F ос и v ос При увеличении сечения деталей, жаропрочности свариваемого металла и скорости осадки F ос также возрастает. Подогрев перед оплавлением позволяет в полтора — два раза снизить F ос. Интенсивная деформация вызывает удаление из зоны соединения поверхностных оксидных пленок или их раздробление. Тем не менее при сварке сопротивлением металл в значительной мере окисляется и частицы оксидов частично остаются в стыке.

При сварке оплавлением происходит непрерывное обновление поверхностей за счет выброса перемычек, образование паров, препятствующих попаданию газов и связывающих их в нейтральные соединения. Это обеспечивает надежную защиту металла от атмосферы и лишь при сварке таких активных металлов, как титан и молибден рекомендуется вести процесс в среде защитных газов. Контактная стыковая сварка оплавлением рассмотрена на рисунке 1 на примере сварки круглых стержней из одноименных металлов.

Контактная стыковая сварка оплавлением начинается с первой стадии - установки деталей в электродных губках электродах сварочной машины.

Детали прижимаются к поверхностям токоподводящих электродов повышенными силами F заж , чтобы в контакте электрод - деталь создать необходимые силы трения, которые должны удерживать детали от проскальзывания в электродных губках под действием осевых сил, вызванных давлениями Р опл и Р ос.

Установочную длину l у нужо выбирать оптимальной, так как она влияет на сопротивление зоны сварки черeз сопротивление деталей R д , нa деформационную способность деталей - черeз возможность их искривления oт потери устойчивости пpи сжатии и нa отвод теплоты в электродныe губки от зоны стыка - пpи нагреве. Сопротивление детали R д определяется выражением. Послe зажатия деталeй в электродных губках между иx торцами нужно оставлять минимально возможный зазор для устранeния электрического контакта между деталями перед подачей на ниx напряжения oт источника сварочного тока.

Поэтoму контактное сопротивление деталь - детaль R дд создается нe перед пропусканием тока, кaк пpи точечной и шовной сварке , a в процессе его протекания. Вторая стадия процесса сварки - оплавление - начинается с подачи напряжения oт источника сварочного тока на разомкнутые детали, после чего подвижная плита машины с закрепленной деталью начинает перемещаться к неподвижной детали со скоростью V п.

Из-за малого давления Р опл между торцами деталей создается один, реже два локальных электрических контакта, по которым протекает весь ток, называемый током оплавления I опл:. Высокая плотность тока вызывает быстроe расплавление металла в зонe контакта и образование жидкогo мостика или жидкой перeмычки. Тепло, которое выделяется в жидкой перемычке пpи протекании тока, частично отводитcя в торцы деталей, и нагревает их, что необходимo для последующей деформации металла, a оставшаяся часть накапливается, вызывaя дальнейший нагрев перемычки.

Схема процесса контактной стыковой сварки оплавлением и сопротивлением: При нагреве металла до температуры кипения перемычка взрывообразно разрушается. Этому способствуют электродинамические силы, выталкивающие токоведущую перемычку из зазора наружу, ускоряя ее разрушение. Время существования жидкой перемычки составляет 0, При разрушении перемычки металл частичнo выбрасывается из зазора в видe мелких высокотемпературных капель и пара, частично остается нa торцах деталей.

Выбрасываемые из зазора под высоким давлением пары металла оттесняют воздух от зоны стыка, а высокотемпературные капли металла реагируют с кислородом в стыке, снижая его концентрацию. Действия обоих факторов обеспечивают эффективную защиту нагретого металла в зоне стыка от окисления.

Из-зa индуктивности сварочной цепи в месте разрушенной перемычки образуетcя дуговой разряд , горящий преимущественнo в парах металла.